BRPI0721181A2 - heat and wind protection for the building - Google Patents

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BRPI0721181A2
BRPI0721181A2 BRPI0721181-3A BRPI0721181A BRPI0721181A2 BR PI0721181 A2 BRPI0721181 A2 BR PI0721181A2 BR PI0721181 A BRPI0721181 A BR PI0721181A BR PI0721181 A2 BRPI0721181 A2 BR PI0721181A2
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wind
spacers
protection
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Jacques Pigerre
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Jacques Pigerre
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Abstract

The “heat- and wind-screen for the building industry” is an original and economical concept that increases comfort inside buildings subject to strong solar radiation. It comprises cladding the roof and/or the walls with perforated metal sheets and using spacers having an original design and disposition. The investment is low due to the proposed mounting mode and the low cost of the materials used. Savings can then be achieved by reducing the energy consumption for the air-conditioning of the building. The structure of the “heat- and wind screen for the building industry” induces important load losses for the winds on their path about the building and the building it covers exhibits a better resistance to strong winds. The “description” section successively contains the description of the device, the physical properties used, the performance measured on a model and an experimental house, a mounting technique, and a proposal for modelling the action of winds in order to justify the care to be taken when finishing the mounting of ridge tiles.

Description

Relatório Descritivo de Patente de InvençãoPatent Invention Descriptive Report

"PROTEÇÃO CONTRA CALOR E VENTO PARA A CONSTRUÇÃO.""HEAT AND WIND PROTECTION FOR CONSTRUCTION."

Domínio de aplicação:Application domain:

Construção e obras públicasConstruction and public works

Domínio técnico:Technical Domain:

Economia e controle da energiaEnergy saving and control

Proteção dos telhados das construções contra os ventos violentos.Protection of building roofs against violent winds.

1010

Problemas técnicosTechnical problems

Os telhados expostos às fortes incidências solares armazenam a energia sob a forma de calor e em radiação de grandes d quantidades para o interior das construçõesRooftops exposed to strong solar shocks store energy in the form of heat and radiation in large quantities inside buildings.

Os telhados expostos aos ventos violentos sofrem esforços mecânicosRoofs exposed to violent winds suffer mechanical stress

consideráveis que podem levar a seu arrancamento.considerable losses that can lead to their

Solução oferecidaSolution offered

Duplicação dos telhados e das paredes verticais com o auxílio de chapas perfuradas. Vários tipos de chapas perfuradas dispondo de orifícios de diferentes diâmetros podem ser utilizadas segundo o resultado desejado (ver "2-1 As propriedades físicas utilizadas").Duplication of roofs and vertical walls with the aid of perforated sheets. Various types of perforated sheets having holes of different diameters can be used as desired (see "2-1 Physical Properties Used").

Vantagens:Benefits:

A proteção melhora o conforto do habitat em zona muito ensolarada, permite uma economia de energia sobre a utilização de climatizadores e isto com um investimento barato, em razão do baixo custo dos materiais utilizados, torna o habitat mais seguro em caso de exposição a ventos violentos.Protection improves habitat comfort in very sunny areas, saves energy on the use of air conditioners and this, with a low investment due to the low cost of materials used, makes the habitat safer in case of exposure to violent winds. .

Sumário da descrição:Description Summary:

1. Apresentação 2. Desempenhos1. Presentation 2. Performances

2-1 As propriedades físicas utilizadas2-1 The Physical Properties Used

2-2 Alguns destaques de medidas feitas sobre uma maquete e sobre a casa experimental. 3. Exemplo de afastadores e montagem da proteção2-2 Some highlights of measurements made on a mockup and on the experimental house. 3. Example of retractors and protection mounting

3-1 Os espaçadores3-1 The Spacers

3-2 Montagem da proteção3-2 Mounting the Guard

4. Ação do vento sobre aproteção 4-1 lado no vento4. Wind action over protection 4-1 wind side

4-2 lado sob o vento4-2 side under the wind

5. Conclusão5. Conclusion

1. Apresentação1. Presentation

A proteção é constituída pela duplicação do telhado existente por chapasThe protection consists of the duplication of the existing roof by plates

galvanizadas pré-laqueadas e perfuradas (figura 1, ver o resumo). Pouco tempo antes da instalação, essas chapas sofrem uma perfilagem por laminação a frio semelhante àquela das chapas cheias destinadas à cobertura e o transporte por meio de padiola.pre-lacquered and perforated galvanized (Figure 1, see summary). Shortly before installation, these sheets undergo cold rolling profiling similar to that of full sheets intended for cover and transport by means of a pad.

A perfilagem tem por finalidade dar à folha de chapa uma rigidez suficienteForging is intended to give the sheet metal sufficient rigidity

para resistir a diferentes solicitações mecânicas, tais como seu próprio peso, aquele dos montadores, os esforços do vento, se for o caso, aquele da neve, etc.to withstand different mechanical stresses such as their own weight, that of the assemblers, the wind stresses, if any, that of snow, etc.

A montagem é particularmente bem adaptada aos telhados cobertos de chapas metálicas, pois, neste caso, se faz com o auxílio de espaçadores que são fixados a nível das fixações das chapas do antigo telhado, de modo que nenhum preparo complementar é necessário.Mounting is particularly well suited to sheet metal roofs, as in this case it is supported by spacers which are fixed at the level of the old roof sheet fixings, so that no additional preparation is required.

São encontradas no mercado essas chapas perfuradas, cuja destinação atual é principalmente o transporte por meio de padiola.These perforated sheets are found on the market, whose current destination is mainly transport by means of pad.

No que se segue, encontrar-se-á a comparação dos desempenhos de dois tipos de chapas perfuradas a título de ilustração, mas qualquer tipo de chapa perfurada pode ser conveniente para a realização de uma proteção contra calor e ventos.In the following, a comparison of the performances of two types of perforated sheet will be given by way of illustration, but any type of perforated sheet may be suitable for heat and wind protection.

No que se segue também são detalhados elementos que servem para definir a proteção de telhado, mas esses elementos se referem também à proteção de parede, que é bem mais fácil de montar (ver detalhes no fim do parágrafo 3-2).The following are also detailed elements for defining roof protection, but these elements also refer to the much easier wall mounting (see details at the end of paragraph 3-2).

2. Desempenhos2. Performances

2-1. As propriedades físicas aplicadas Por tempo calmo, ou lado sob o vento de um telhado, desde que uma chapa perfurada é iluminada pelo sol (Figura 2), aparece uma diferença de temperatura entre a camada de ar em contato com a chapa, lado iluminado, e as camadas de ar vizinhas. O ar aquecido menos denso que o ar frio se eleva por efeito de Arquimedes e se dilui na atmosfera ambiente, longe da chapa.2-1. The Physical Properties Applied By calm weather, or downwind side of a roof, since a perforated sheet is illuminated by the sun (Figure 2), a temperature difference appears between the air layer in contact with the sheet, the lighted side, and the surrounding air layers. Heated air less dense than cold air rises from the effect of Archimedes and dilutes into the ambient atmosphere away from the plate.

Esse mecanismo produz uma aspiração contínua do ar situado sob a chapa que passa através das perfurações e se aquece por sua vez. O ar exerce um papel de fluido portador de calor que troca o calor com a chapa circulando em seu contato.This mechanism produces a continuous suction of air under the plate that passes through the perforations and in turn heats up. Air plays a role of heat-carrying fluid that exchanges heat with the plate circulating in its contact.

Resulta daí uma manutenção da temperatura da chapa em valor próximosAs a result, the plate temperature is kept close to

daquele da temperatura ambiente do ar. Todavia, foram medidas temperaturas de chapa perfurada que podem ir até 8 0C acima da temperatura ambiente lado sob o vento da cada experimental.that of the ambient air temperature. However, perforated plate temperatures were measured that could go up to 80 ° C above ambient temperature side under the wind of each experimental.

O telhado primitivo situado sob a chapa perfurada recebe muito poucaThe primitive roof under the perforated plate receives very little

energia sob a forma de radiação infra-vermelho proveniente da chapa perfurada. Ela recebe sobretudo a energia proveniente da radiação solar que passa pelos orifícios. O calor transmitida por essa radiação difusa no conjunto da antiga cobertura o que leva a uma elevação moderada de sua temperatura. Quando ela é de cor escura a temperatura do antigo telhado continua vizinha da temperaturaenergy in the form of infrared radiation from the perforated plate. It receives mainly the energy from solar radiation that passes through the holes. The heat transmitted by this diffuse radiation throughout the old roof leads to a moderate rise in its temperature. When it is dark in color the temperature of the old roof remains next to the temperature

das chapas perfuradas. Quando ela é de cor clara, sua temperatura pode serof the perforated plates. When it is light in color, its temperature may be

inferior, até dois graus abaixo.lower, up to two degrees below.

Por tempo de vento moderado (velocidades inferiores a 15 m/s), observa- se um gradiente de velocidade no escoamento do ar. Este se estabelece dos valores baixos para os valores mais elevados à medida que se afasta do telhado.For moderate wind time (speeds below 15 m / s), a velocity gradient in air flow is observed. This settles from low to higher as it moves away from the roof.

A velocidade do ar é assim mais elevada sobre a face superior das chapas perfuradas do que sobre sua face inferior. Resulta desse gradiente de velocidade uma aspiração natural do ar situado entre telhado e chapa perfurada através das perfurações. É o efeito Bernoulli que explica esse fenômeno: em um fluido em escoamento subsônico, um aumento de velocidade é acompanhado de umaThe air velocity is thus higher on the upper face of the perforated plates than on its lower face. This speed gradient results in a natural air intake between the roof and the perforated plate through the perforations. It is the Bernoulli effect that explains this phenomenon: in a subsonic flowing fluid, an increase in velocity is accompanied by a

diminuição de pressão.pressure decrease.

Esse fenômeno torna ainda mais eficaz o resfriamento das chapas perfuradas. Duas espécies de chapas foram testadas estão representadas na figura 3 na escala 1. A escolha de um tipo de chapa deverá ser orientada pela proteção que se deseja privilegiar:This phenomenon makes the perforated plate cooling even more effective. Two species of plates were tested are shown in Figure 3 on scale 1. The choice of a type of plate should be guided by the protection to be privileged:

- se a proteção contra os ventos for menos urgente, como é o caso na Guiana, serão escolhidas chapas que têm pequenas perfurações, pois elas- if wind protection is less urgent, as is the case in Guyana, plates with small perforations will be chosen as they

protegem melhor e conferem à proteção melhores desempenhos para proteção contra o calor.Por exemplo com as chapas do Tipo A (figura 3a), a superfície coberta é de 85,5 % da superfície total, isto é, só 14,5 % da superfície do antigo telhado recebe ainda os raios solares;better protection and best protection for heat protection.For example with Type A sheets (figure 3a), the covered surface is 85.5% of the total surface, ie only 14.5% of the surface. from the old roof it still receives the sun's rays;

- com as chapas do Tipo B (figura 3b0, há apenas 77,3 % do telhado que está à sombra, isto é, a superfície restante iluminada pelo sol é de 22,7 % da- With Type B sheets (Figure 3b0, there is only 77.3% of the roof in the shade, ie the remaining sunlit surface is 22.7% of the

superfície total do telhado. O antigo telhado recebe mais calor, ao contrário, os orifícios sendo maiores, em caso de grande vento, as perdas de carga sofridas pelo vento são mais consideráveis, o que diminui o risco de arrancamento do conjunto da cobertura. 2-2. Medidas feitas sobre uma maquete e sobre a casa experimentaltotal roof surface. The old roof receives more heat, on the contrary, the holes are larger, in case of big wind, the pressure losses suffered by the wind are more considerable, which reduces the risk of the roof assembly being torn off. 2-2. Measurements made on a mockup and on the experimental house

Dois tipos de estrutura foram utilizados para testar os desempenhos da "proteção contra calor e vento para a construção". Uma casa experimental, que se vê em foto na figura 4, e uma maquete apresentada em detalhes com o auxílio das figuras 5, 6 e 7. A maquete teve por objeto verificar a oportunidade de desenvolver um dispositivo tal como a "proteção contra calor e vento". Ela permitiu, com efeito, colocar em evidência desempenhos interessantes em matéria de proteção contra o calor. Mas ela também mostrou seus limites devido ao seu tamanho pequeno. A casa experimental permitiu confirmar os resultados obtidos com a maquete. Além disso, ela permitiu também revelar a maneira mais nítida dos fenômenos apenas perceptíveis sobre a maquete, tais como gradientes de temperatura ao longo das chapas.Two types of structure were used to test the performance of "heat and wind protection for construction". An experimental house, shown in the photo in figure 4, and a model presented in detail with the help of figures 5, 6 and 7. The model object was to verify the opportunity to develop a device such as "heat and heat protection". wind". It has indeed made it possible to highlight interesting performances in the field of heat protection. But she also showed her limits due to her small size. The experimental house allowed to confirm the results obtained with the model. In addition, it has also allowed to reveal the clearest way of only perceptible phenomena about the model, such as temperature gradients along the plates.

Figura 5: vistas de definição da maquete em escala de 3,5 cm para 1 m.Figure 5: Definition views of the scale model from 3.5 cm to 1 m.

Figura 6: posições dos pontos de medida e designação das temperaturas medidas.Figure 6: Measurement point positions and designation of measured temperatures.

Figura 7: fotos da maquete com e sem proteção.Figure 7: Photos of the model with and without protection.

A maquete foi realizada em madeira laminada-colada de 12 mm de espessura. A madeira foi em seguida alcatroada, a fim de resistir à umidade ambiente e aos insetos. A cobertura de base foi fabricada com o auxílio de uma chapa pré-laqueada de cor azul marinho.The model was made of 12 mm thick laminated wood. The wood was then tarred to resist ambient humidity and insects. The base cover was made with the aid of a pre-lacquered navy blue plate.

Isto colocou essa maquete nas piores condições possíveis face à radiação.This put this model in the worst possible conditions in the face of radiation.

O afastamento d entre chapa inferior e chapa superior podia variar de 80 aThe clearance d between bottom plate and top plate could range from 80 to

300 mm graças a um dispositivo adaptado visível na foto da figura 7a. A figura 6 permite marcar esquematicamente os locais em que as temperaturas foram destacadas e isto em três configurações: sem proteção (figura 6a)' com uma proteção por uma chapa cheia de cor azul celeste(figura 6b),300 mm thanks to an adapted device visible in the picture in figure 7a. Figure 6 makes it possible to schematically mark where the temperatures have been highlighted and this in three configurations: without protection (Figure 6a) 'with a protection by a plate full of sky blue color (Figure 6b),

com uma proteção por uma chapa perfurada de tipo A (figura 6c). A tabela 1 apresenta um extrato do campo das medidas de temperaturas feitas sobre a maquete e a casa experimental durante o "pequeno verão de março" do ano de 2006. Trata-se de temperaturas realmente destacadas e não de médias.protected by a type A perforated plate (figure 6c). Table 1 presents an extract from the field of temperature measurements made on the model and the experimental house during the "small summer of March" of 2006. These are really high temperatures, not averages.

As linhas da tabela correspondem a um destaque de temperaturas feito no mesmo dia entre 11 horas da manhã e 12h30. Para cada linha, as condições de dia ensolarado e de ventos são sensivelmente idênticas. Para os ventos, a velocidade média estava compreendida entre 5 e 6 m/s, com rajadas que podem atingir 10 m/s durante aproximadamente 5 a 10 segundos, mas espaçadas de 2 a 15 minutos.The table rows correspond to a highlight of the same day temperatures between 11 am and 12:30 pm. For each row, sunny day and wind conditions are roughly identical. For winds, the average velocity was between 5 and 6 m / s, with gusts up to 10 m / s for approximately 5 to 10 seconds but spaced 2 to 15 minutes.

As faces nas quais as temperaturas foram destacadas são orientadas para a direção dos ventos dominantes: pleno Leste para a maquete e Leste, Nordeste para a casa experimental. Na coluna "destacados" Mq designa a maquete, e M E, a casaThe faces on which the temperatures were highlighted are oriented towards the prevailing winds: full East for the model and East, Northeast for the experimental house. In the "highlighted" column Mq designates the model, and M E designates the house.

experimental.experimental.

Na coluna "estado", pode-se ler o estado de proteção: TN telhado descoberto B P1 proteção em chapa cheia Perfo proteção em chapa perfurada Tipo A para a maquete e tipo B para aIn the "status" column, the protection status can be read: TN uncovered roof B P1 full plate protection Perfo perforated plate protection Type A for the model and type B for the

casa experimental.experimental house.

Na coluna "d(mm)" são reportados os desvios entre proteção e antigo telhado em milímetros. Observação: para fazer a ligação entre a figura 6 e a tabela 1, é preciso substituir na tabela a letra d pela letra grega delta. Da mesma forma q deve ser lido teta.Column "d (mm)" reports deviations between protection and old roof in millimeters. Note: To make the link between Figure 6 and Table 1, you must replace the letter d with the Greek letter delta in the table. Similarly it should be read theta.

Tabela 1: destacado de temperaturas março de 2006.Table 1: Highlighted temperatures March 2006.

Desta- cados Estado d(mm) Qa q.i qS2 qS3 qS4 qS5 qS6 qib qSb qic qsc Mq TN 29 ==== ==== === 44 44,5 45 34 37,5 35 38,5 Mq B P1 80 31,5 38 38,5 39 32 33 32 32,5 34 34 35 Mq B P1 200 31,5 34,6 35,5 36 31 32 32 31,5 33 31,5 33 Mq Pe 80 31,5 31,9 32 32,3 32,9 33 30 30,5 33 32,5 34 Rfo Mq Pe rfo 200 31,2 29,9 30 30,2 30,6 31,5 32 30 33 31 33,5 M E TN ===== 28 === === === 62 62 62 38 42 45 62 M E B P1 175 30,5 43 47 45 39 42 40 30,5 31,5 33 33,5 ME Pe rfo 175 31,5 33 32 32 32,5 32 32 29,7 31 32,5 33Highlights State d (mm) Qa qi qS2 qS3 qS4 qS5 qS6 qib qSq qic qsc Mq TN 29 ==== ==== === 44 44.5 45 34 37.5 35 38.5 Mq B P1 80 31.5 38 38.5 39 32 33 32 32.5 34 34 35 Mq B P1 200 31.5 34.6 35.5 36 31 32 32 31.5 33 31.5 33 Mq Pe 80 31.5 31, 9 32 32.3 32.9 33 30 30.5 33 32.5 34 Rfo Mq Per rfo 200 31.2 29.9 30 30.2 30.6 31.5 32 30 33 31 33.5 ME TN == === 28 === === === 62 62 62 38 42 45 62 ME B P1 175 30,5 43 47 45 39 42 40 30,5 31,5 33 33,5 ME Per 175 175,5 33 32 32 32.5 32 32 29.7 31 32.5 33

As temperaturas em graus Celsius são designadas pela letra q.Temperatures in degrees Celsius are designated by the letter q.

Na coluna qa foi levada a temperatura ambiente destacada com um termômetro de mercúrio (precisão 0,1 0C).In column qa it was brought to the highlighted room temperature with a mercury thermometer (accuracy 0.1 ° C).

A medida de qa foi feita em uma zona escura e ao abrigo do vento.The measurement of qa was made in a dark area and sheltered from the wind.

O índice (i) indica que a temperatura foi medida no interior da maquete (a aproximadamente 200 mm da parede) ou da casa experimental (no núcleo da peça), com o auxílio do termômetro de mercúrio.The index (i) indicates that the temperature was measured inside the model (approximately 200 mm from the wall) or the experimental house (in the core of the piece), with the aid of the mercury thermometer.

O índice (s) indica uma temperatura de superfície medida com o auxílio de um termômetro de infravermelho com uma precisão de 0,5 0C1 isto para considerar a dispersão das medidas nas proximidades de um ponto. O índice (b) designa a parte inferior da maquete ou uma peça (nãoThe index (s) indicates a surface temperature measured with the aid of an infrared thermometer accurate to 0.5 0C1 to account for the dispersion of measurements near a point. Index (b) designates the bottom of the model or a part (not

climatizada) situada no primeiro andar da casa experimental elocated on the first floor of the experimental house and

O índice designa o preenchimento da maquete ou da casa experimental (isto é, o volume situado diretamente sob a chapa).The index designates to fill in the mockup or the experimental house (ie, the volume located directly under the plate).

A tabela 1 permite comparar diferentes configurações de proteções com o telhado sem proteção. Os destacados sobre a maquete mostram a eficácia da ventilação sobre uma superfície de pequeno tamanho (mesmo sem proteção).Table 1 allows you to compare different protection configurations with the unprotected roof. Highlights on the model show the effectiveness of ventilation on a small surface (even without protection).

Para a casa experimental, s temperaturas de chapa desprotegida atingem topos: anotar-se-á 62 0C lado exposto ao vento e até 75 0C ao abrigo do vento (Lado Oeste). O desvio entre a antiga cobertura e chapa da proteção exerce também um papel, mas se constatam desempenhos interessantes desde os menores afastamentos (80 mm). Ao contrário, é inútil aumentar indefinidamente esse afastamento, pois além de 200 mm, não se observam mais melhoria dos desempenhos térmicos. Ao contrário, afastamentos mais importantes podem ser considerados para a proteção contra os grandes ventos.For the experimental house, unprotected plate temperatures reach tops: 62 ° C windswept and up to 75 ° C downwind (West Side). The deviation between the old cover and the protection plate also plays a role, but interesting performances are noted from the smallest spacing (80 mm). On the contrary, it is useless to increase this distance indefinitely, since beyond 200 mm there is no further improvement in thermal performance. On the contrary, more important clearances can be considered for protection against the great winds.

Para a casa experimental, um afastamento d (delta) de 175 mm foi escolhido para considerar resultados obtidos sobre a maquete. Notar-se-á o pequeno afastamento entre a temperatura ambiente e a temperatura da chapa perfurada (última linha da tabela), que demonstra a eficácia da proteção nessa configuração.For the experimental house, a 175 mm d (delta) offset was chosen to consider the results obtained on the model. It will be noted the small gap between the ambient temperature and the temperature of the perforated plate (last line of the table), which demonstrates the effectiveness of the protection in this configuration.

3- Exemplos de esoacador e montagem da proteção.3- Examples of spacer and protection assembly.

3-1 Os espacadores3-1 The spacers

O esquema da figura 8 define um espaçador do tipo daqueles utilizados para a casa experimental. Por comodidades de montagem, é recomendado dispor um espaçador com a abertura voltada para baixo.The scheme of figure 8 defines a spacer of the type used for the experimental house. For mounting facilities, it is recommended to have a spacer facing downwards.

Os espaçadores devem ser adaptados ao tipo de chapa dos telhados a duplicar. Serão anotadas, portanto, as características comuns (cotas fixas na figura 8(, as propriedades comuns (descrita a seguir) e cotas variáveis de um tipo de chapa a cobrir à outra (cotas a principalmente, b e c figura 8).The spacers must be adapted to the type of roofing sheet to be duplicated. Therefore, the common characteristics (dimensions fixed in figure 8 (, the common properties (described below) and variable dimensions of one type of sheet to be covered with the other) (dimensions a mainly, b and c figure 8) will be noted.

Propriedades comuns a todos os espaçadores:Properties common to all spacers:

por razões de resistência, o conjunto aba 2 - aba 3 deve se achar o mais perto possível do topo de uma ondulação da chapa a cobrir.For reasons of strength, the flap 2-flap 3 assembly should be as close as possible to the top of a corrugation of the sheet to be covered.

No caso das chapas que têm ondulações com topo achatado (figuras 8 e 9a), essa condição é fácil de realizar. Basta se assegurar de que a cota (a) seja igual ou ultrapassa de 10 mm máximo a distância entre as dobras externas de duas ondulações sucessivas (10 mm a repartir entre as duas extremidades).For sheets that have flat top corrugations (Figures 8 and 9a), this condition is easy to accomplish. Just make sure that the dimension (a) is equal to or more than 10 mm maximum the distance between the outer folds of two successive undulations (10 mm to be split between the two ends).

Para as chapas que têm ondulações com topo arredondado (Figura 9b e 9c), a cota (a) deve ultrapassar de 15 a 20 mm (máximo e a repartir entre as duas extremidades do espaçador) a distância entre os eixos de dois topos sucessivos.For plates having rounded top corrugations (Figures 9b and 9c), the dimension (a) shall exceed 15-20 mm (maximum and dividing between the two ends of the spacer) the distance between the axes of two successive tops.

Se essa condição não for respeitada corre-se o risco de se curvar, sob cargas, a base do espaçador. A explicação é que os parafusos de fixação devem passar imperativamente pelos topos dessas ondulações, e que é preciso guardar lugar no interior do espaçador para introduzir a chave eu deve servir para o aperto desses parafusos.If this condition is not respected, there is a risk of bending under load the base of the spacer. The explanation is that the fastening screws must imperatively pass through the tops of these undulations, and that a place must be kept inside the spacer to insert the wrench and must be used to tighten these screws.

Anotar-se-á. Todavia, que, para as chapas ditas "chapas onduladas", é possível fazer coincidir topos de ondulações com as bordas do espaçador (com ultrapassagem possível de 5 m, figura 9c).It will be noted. However, for the so-called "corrugated sheets" it is possible to match the undulation of the corrugation with the edges of the spacer (with a possible overrun of 5 m, figure 9c).

A cota (s) será então escolhida de maneira que o espaçador cobra várias ondulações, tendo um comprimento igual ou superior a 300 mm. Para cada extremidade do espaçador, um parafuso de fixação será colocado no nível do topo de ondulação a mais próxima dessa extremidade.The dimension (s) will then be chosen such that the spacer covers several undulations having a length of 300 mm or more. For each end of the spacer, a setscrew will be placed at the level of the curl top closest to that end.

A segunda cota variável é a cota (b). Esta depende do tipo de proteção considerado. Os destacados da Tabela 1 mostraram que a proteção já é eficaz com um afastamento de 80 mm entre chapas. O espaçador correspondente terá maior resistência mecânica. Para a casa experimental o afastamento de 175 mm foi obtido com umaThe second variable dimension is dimension (b). This depends on the type of protection considered. The highlighted in Table 1 showed that the protection is already effective with a spacing of 80 mm between plates. The corresponding spacer will have greater mechanical strength. For the experimental house the 175 mm clearance was obtained with a

cota b = 150 mm à qual se acrescenta a altura da ondulação de 25 mm.dimension b = 150 mm to which the undulation height of 25 mm is added.

Um cálculo por elementos finitos permitiu estabelecer que o espaçador para o qual b = 150 mm resiste à flexão e ao chamuscamento, casos não exceda o esforço F na configuração da figura 10. O cálculo indica que o valor limite desse esforço, quando é dispostoA finite element calculation has shown that the spacer for which b = 150 mm resists flexion and scorching, in cases where it does not exceed the effort F in the configuration of figure 10. The calculation indicates that the limit value of this effort when it is arranged

paralelamente ao telhado e orientado para baixo (figura 10) é de 1800 Newtons. A zona a mais solicitada é aquela das abas 2 e 3.parallel to the roof and oriented downwards (figure 10) is 1800 Newtons. The most requested zone is that of tabs 2 and 3.

Uma carga tão elevada pode ser atingida quando da montagem pelo efeito do peso do próprio montador. Também é prudente recomendar aos montadores de não se apoiar sobre o topo de um espaçador durante asSuch a high load can be achieved when mounting by the effect of the weight of the assembler himself. It is also wise to advise assemblers not to lean on the top of a spacer during

operações de montagem.assembly operations.

Naturalmente, quanto mais se aumenta a cota (b), mais o espaçador corre o risco de se curvar sob a carga. Para os valores de (b) superiores a 150 mm, é recomendado aumentar a cota (c) da base do espaçador e acrescentar umNaturally, the higher the elevation (b), the more the spacer risks bending under the load. For values of (b) over 150 mm, it is recommended to increase the dimension (c) of the spacer base and to add a

segundo rebite acima do primeiro (figura 11).second rivet above the first (figure 11).

A série de fotos da figura 12 mostra as diferentes etapas da realização de um espaçador sobre o canteiro pelo artesão montador. O exemplo mostrado leva à fabricação de um espaçador da casa prova: (a) recorte em um perfilado em U (60 mm; 150 mm; 35 mm) de um comprimento de 430 mm;The series of photos in figure 12 shows the different steps of making a spacer on the flowerbed by the assembler craftsman. The example shown leads to the manufacture of a house spacer proof: (a) cut in a U-shape (60 mm; 150 mm; 35 mm) of a length of 430 mm;

(b) recorte das abas 1, 2 e 3;(b) clipping of tabs 1, 2 and 3;

(c) dobra de abas 1 para o exterior do perfil em U;(c) folding flaps 1 outwardly of the U-profile;

(d) dobra de abas 2 para o interior do perfil em U;(d) folding tabs 2 into the U-profile;

(e) dobra de abas 3, de modo que recobre abas 2;(e) folding tabs 3 so that it covers tabs 2;

(f) colocação do rebite para a ligação das abas 2 e 3 (a cabeça de rebite deve estar no interior do espaçador para permitir a montagem do parafuso de fixação);(f) placing the rivet for the connection of tabs 2 and 3 (the rivet head must be inside the spacer to allow mounting bolt mounting);

(g) colocação do espaçador sobre o telhado. O espaçador deve se achar(g) placement of spacer over roof. The spacer should be

exatamente acima da viga onde estava fixada a chapa do telhado. É preciso, se possível, utilizar os orifícios existentes e não se esquecer de colocar uma arruela de borracha entre a chapa e o espaçador de maneira a assegurar a estanqueidade;just above the beam where the roof plate was fixed. If possible, use the existing holes and be sure to place a rubber washer between the plate and the spacer to ensure tightness;

(h) colocação do parafuso de fixação. A utilização de um calço em papel(h) placement of the set screw. Using a paper shim

alcatroado, colocado em o espaçador e a chapa, permite enrijecer a base do espaçador, mas não é obrigatório;The tarmac, placed on the spacer and the plate, allows to harden the base of the spacer, but is not required;

(i) o espaçador está pronto para receber o suporte de seção retangular 30 X 50 mm, sobre o qual será fixada a chapa perfurada da proteção propriamente dito.(i) the spacer is ready to receive the 30 X 50 mm rectangular section bracket onto which the perforated plate of the guard itself will be fixed.

3-2 Montagem da proteção3-2 Mounting the Guard

A distância que separa dois espaçadores sucessivos pode ser igual a aproximadamente uma vez e meia a cota (a) da figura 8. O comprimento de 300 mm pode ser aumentado e mesmo até duplicado, sem para tanto afetar a resistência do conjunto nas zonas geográficas pouco expostas aos ventos violentos. Controlar-se-á então para que a distância entre dois espaçadores seja inferior ou igual à cota (a). Uma vez o espaçador colocado sobre o antigo telhado, ele recebe o suporte que vem se encaixar na parte superior (figura 13a). Previamente, o suporte recebeu um tratamento fungicida e foi inteiramente recoberto por uma película de alumínio alcatroado (tipo película de estanqueidade para o reparo de telhado). Essa película tem por vocação proteger o suporte do ataque dos insetos e da umidade. Uma simples pinçagem do espaçador permite a manutenção do suporte durante a montagem, mas se pode também reforçar essa manutenção com o auxílio de uma película adesiva provisória visível na figura 13b.The distance separating two successive spacers may be approximately one and a half times the dimension (a) in Figure 8. The length of 300 mm may be increased and even doubled, without affecting the strength of the assembly in the few geographical areas. exposed to violent winds. This will be controlled so that the distance between two spacers is less than or equal to dimension (a). Once the spacer is placed over the old roof, it receives the bracket that fits into the upper part (figure 13a). Previously, the substrate received a fungicidal treatment and was entirely covered by a tarred aluminum foil (roofing seal-like film). The purpose of this film is to protect the substrate from insect attack and moisture. Simple clamping of the spacer allows the support to be maintained during assembly, but such maintenance can also be enhanced with the aid of a temporary adhesive film visible in Figure 13b.

Vale mais evitar fixar o suporte com o auxílio de parafusos colocados sobre seu topo, pois as cabeças de parafusos correm o risco de riscar o revestimento orgânico sob a chapa perfurada durante sua colocação.It is best to avoid fixing the bracket with the help of screws placed on its top, because the screw heads risk scratching the organic coating under the perforated plate during its placement.

Após sua colocação, a chapa perfurada é fixada com o auxílio de parafusos curtos, clássicos para telhado (tipo tira-fundo galvanizado, diâmetro 6 mm e 40 mm sob cabeça). São esses parafusos que asseguram a ligação suporte / espaçador e a ligação chapa perfurada / suporte.After placement, the perforated sheet is fixed with the aid of short, classic roof screws (galvanized bottom strip, diameter 6 mm and 40 mm under head). It is these screws that ensure the support / spacer connection and the perforated plate / support connection.

Um parafuso corretamente colocado deve atravessar a chapa perfurada e o topo do espaçador antes de ser introduzido no suporte.A properly placed screw must pass through the perforated plate and the top of the spacer before being inserted into the bracket.

Para limitar a superfície dos parafusos em contato com as águas de chuva, é preferível colocar esses parafusos em fundo de ondulação do perfilado de chapa perfurada (figura 13b).To limit the surface of the bolts in contact with rainwater, it is preferable to place these bolts on the undulating bottom of the perforated sheet metal profile (figure 13b).

Para facilitar a montagem, é preferível utilizar parafusos Iubrificados (com o auxílio de graxa de pneu, por exemplo).To facilitate assembly, it is preferable to use lubricated screws (with the aid of tire grease, for example).

Para uma proteção de parede, a fabricação e a montagem dos espaçadores é semelhante àqueles das figuras 12 e 13.0s espaçadores e seus suportes serão dispostos simplesmente em linhas horizontais espaçadas de 1,20 m. Esses espaçadores podem ter uma cota a (figura 8) fixada a 300 mm e um espaço horizontal de 600 mm deverá ser respeitado entre dois espaçadores consecutivos. As chapas perfuradas serão fixadas, de modo que subsiste um espaço de pelo menos 300 mm entre a base da chapa e o solo. Para fixar um 2 5 tamanho limite das chapas perfuradas para as proteções de paredes, poder-se-á limitar a altura atingida pelas chapas, de modo que seu topo, quando elas são montadas penetram exatamente na zona de sombra projetada pelo telhado às 9 horas da manhã lado leste e 17 horas lado Oeste. Dessa maneira, a eficácia do dispositivo não será afetada, mas por razões estéticas, pode-se também adotar as dimensões maiores. Manter-se-á, todavia, um espaço de pelo menos 300 mm entre o topo de chapa e a parte debaixo do telhado, para permitir uma boa circulação do ar no espaço entre parede e chapa.For wall protection, the fabrication and mounting of the spacers is similar to those of Figures 12 and 13, and the spacers and their brackets will be arranged simply on 1.20 m spaced horizontal lines. These spacers may have a dimension (Figure 8) fixed at 300 mm and a horizontal space of 600 mm shall be respected between two consecutive spacers. The perforated plates shall be fixed so that there is a gap of at least 300 mm between the base of the plate and the ground. To fix a limiting size of the perforated sheets for the wall guards, the height reached by the sheets can be limited so that their tops, when mounted, penetrate exactly into the shade zone projected by the roof at 9 o'clock in the morning east side and 17 hours west side. In this way the effectiveness of the device will not be affected, but for aesthetic reasons one can also adopt the larger dimensions. However, a clearance of at least 300 mm shall be maintained between the sheet top and the underside of the roof to allow good air circulation in the space between wall and sheet.

4- Ação do vento sobre a proteção Os ventos os mais desfavoráveis são aqueles que têm uma forte componente em uma direção perpendicular à aresta inferior ao telhado. Os telhados os mais expostos nesse caso são os telhados com duas inclinações. Quando o vento é orientado paralelamente ao telhado, ele gera pressões relativamente uniformes sobre todo o telhado. As perdas de cargas que provocam as chapas perfuradas diminuem as velocidades de escoamento, o que, em relação a um telhado clássico, leva a uma diminuição do afastamento de pressão entre o interior da construção e o exterior do telhado. Os dois parágrafos que se seguem são, portanto, consagrados aos telhados com duas inclinações expostas a ventos perpendiculares à aresta da cumeeira. 4-1 lado ao vento4- Wind action over the protection The most unfavorable winds are those that have a strong component in a direction perpendicular to the lower edge of the roof. The most exposed roofs in this case are the roofs with two slopes. When the wind is oriented parallel to the roof, it generates relatively uniform pressures on the entire roof. The pressure losses caused by the perforated sheets decrease the flow velocities, which, compared to a classic roof, leads to a decrease in the pressure gap between the interior of the building and the exterior of the roof. The following two paragraphs are therefore devoted to roofs with two slopes exposed to winds perpendicular to the ridge edge. 4-1 wind side

É a face de telhado a mais solicitada mecanicamente. Nas proximidades do telhado, lado ao vento, as linhas de corrente do vento se inclinam em direção da inclinação (figura 14). Segue-se um gradiente de pressão crescendo à medida que se afasta do centro de curvatura (relação deduzida do Teorema de Bernoulli), isto é, a medida que se aproxima da chapa. No mesmo tempo, as velocidades são distribuídas segundo um gradiente que varia em sentido oposto. Dessa forma, dois fenômenos coexistem nas proximidades da proteção: em sua base, o ar se espalha sobre as chapas perfuradas, passando através dos orifícios e entre os espaçadores, o que acarreta grandes perdas de cargas, e uma forte diminuição das velocidades do ar sob as chapas perfuradas. A título indicativo, com ventos de 10 m/s, foi medido, com o auxílio de um anemômetro a fio quente, correntes de ar de 3 a 4 m/s sob a chapa perfurada da maquete.It is the most mechanically requested roof face. In the vicinity of the roof, side by side in the wind, the wind's current lines slope towards the slope (figure 14). This is followed by a pressure gradient growing as it moves away from the center of curvature (deduced relationship from Bernoulli's theorem), that is, as it approaches the plate. At the same time, velocities are distributed along a gradient that varies in the opposite direction. Thus, two phenomena coexist near the protection: at its base, air spreads over the perforated plates, passing through the holes and between the spacers, which causes large pressure losses, and a sharp decrease in air velocities under the perforated plates. As a guide, with winds of 10 m / s, a 3 to 4 m / s draft was measured using a hot wire anemometer under the perforated plate of the model.

Mais alto sobre a estrutura, as velocidades são mais elevadas sobre aHigher on the structure, speeds are higher on the

face superior das chapas perfuradas que sobre sua face inferior. Segue-se uma aspiração dos filetes de ar que circula sob a face inferior e a existência de zonas de depressão situadas exatamente no topo de cada perfuração da chapa (Figura 15).upper face of the perforated plates which on its lower face. This is followed by a suction of the air fillets circulating under the underside and the existence of depression zones at the very top of each sheet perforation (Figure 15).

Esses mecanismos têm efeitos que têm tendência a se compensar: háThese mechanisms have effects that tend to offset each other: there are

uma ação de colocação exercida pelo vento sobre a base da proteção e um efeito de aspiração que diminui o efeito de colocação na parte superior. Globalmente, a presença da proteção diminui as velocidades do ar que escoa sobre o telhado.a winding action on the base of the guard and a suction effect that decreases the topping effect. Globally, the presence of the shield slows down the velocities of air flowing over the roof.

Em relação a uma estrutura sem proteção, o resultado é que a proteção produz uma diminuição do afastamento de pressão entre o interior e o exterior da casa.In relation to an unprotected structure, the result is that the protection produces a decrease in the pressure clearance between the interior and exterior of the house.

4-2 lado sob o vento4-2 side under the wind

A zona sob o vento, relativamente calma em relação à precedente, é uma zona de baixas pressões quase uniformes. Os cilindros gerados pela passagem do topo do telhado podem mesmo ter um efeito de colocação, rebatendo o ar sobre o telhado. Esse efeito é tanto mais marcado quanto mais forte dor o vento.The zone under the wind, relatively calm in relation to the previous one, is a zone of almost uniform low pressures. The cylinders generated by the roof top passage can even have a placement effect by bending the air over the roof. This effect is all the more marked the stronger the wind pains.

As pressões as mais baixas são atingidas nas proximidades da cumeeira por causa do ar que circula sob as chapas perfuradas.The lowest pressures are reached in the vicinity of the ridge because of the air circulating under the perforated plates.

Para resumir, em caso de exposição a ventos violentos, as zonas as mais expostas às baixas pressões ficam situadas próximo da cumeeira do telhado. Para reforçar a proteção da proteção nessas zonas, é, portanto,To sum up, in case of exposure to violent winds, the areas most exposed to low pressure are located near the roof ridge. To reinforce the protection of the protection in these zones, it is therefore

indispensável diminuir o máximo possível o afastamento entre os espaçadores situados sobre a viga a mais próxima da cumeeira.The distance between the spacers on the nearest ridge beam must be reduced as much as possible.

Além disso, a chapa perfurada exercendo o papel de cumeeira e as outras chapas que realizam a ligação entre duas abas da proteção devem ter bordas livres (figura 16), isto é, sem dobra.In addition, the perforated sheet in the ridge paper and the other sheets which make the connection between two tabs of the shield must have free edges (figure 16), ie without folding.

A ligação dessas cumeeiras com as chapas do corpo de proteção deve ser realizada com o auxílio de rebites (diâmetro de 5 mm para as chapas de tipo A, diâmetro de 6 mm para as chapas de tipo B), e isto à razão de pelo menos um rebite por borda, conforme mostra a distribuição de rebites sobre a proteção da casa experimental visível na foto da figura 16.The connection of these ridges with the plates of the protection body shall be made with the aid of rivets (diameter 5 mm for type A plates, diameter 6 mm for type B plates), and at a ratio of at least an edge rivet, as shown by the distribution of rivets over the protection of the experimental house visible in the picture in figure 16.

5- Conclusão5- Conclusion

A "proteção contra calor e vento para a construção" melhora o conforto no interior das construções que recobre, diminuindo a temperatura de telhado e permitindo conseguir uma temperatura mais homogênea nas diferentes peças. Isto induz naturalmente a economia da energia utilizada para a climatização."Heat and wind protection for the building" improves comfort inside the buildings it covers, lowering the roof temperature and allowing a more homogeneous temperature in the different parts. This naturally induces the energy savings used for air conditioning.

Diminuindo a velocidade dos ventos em contato direto com ela, ela reforça a resistência da construção em caso de vento violento. Anotar-se-á que as cumeeiras exercem também um papel primordial para diminuir os riscos de arrancamento pelo vento a nível do topo do telhado.Slowing down the wind speed in direct contact with it, it reinforces the resistance of the building in case of violent wind. It should be noted that ridges also play a major role in reducing the risk of wind blasting at roof top level.

Claims (3)

"PROTEÇÃO CONTRA CALOR E VENTO PARA A CONSTRUÇÃO.""HEAT AND WIND PROTECTION FOR CONSTRUCTION." 1. Duplicação dos telhados e das paredes verticais das construções caracterizado por ser com o auxílio de chapas perfuradas para eliminação rápida e total da radiação de aquecimento solar em direção à construção.1. Duplication of roofs and vertical walls of buildings characterized by the use of perforated plates for the rapid and total elimination of solar heating radiation towards the building. 2. Duplicação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser realizada com o auxílio de espaçadores cujas dimensões, concepção e disposição sobre o antigo telhado ou sobre a parede depende essencialmente desses afastadores e de sua montagem correta.Duplication according to Claim 1, characterized in that it is carried out with the aid of spacers whose dimensions, design and arrangement on the old roof or on the wall depend essentially on these spacers and their correct mounting. 3. Processo de proteção de construções contra ventos fortes caracterizado por compreender as etapas de: a) inclusão de objetos com grandes áreas como espaçadores e lâminas de aço perfuradas para redução de energia; e b) enrijecimento do telhado através de efeito colméia produzido pelos espaçadores, com selagem em seu perímetro.3. Building wind protection process characterized by the steps of: a) including objects with large areas such as spacers and perforated steel blades for energy reduction; and b) stiffening of the roof through a beehive effect produced by the spacers, with sealing on its perimeter.
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